CN208764526U - 一种煤矿用高压旋转密封接头 - Google Patents
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Abstract
一种煤矿用高压旋转密封接头，包括壳体、水平穿过壳体的中轴和竖直连接壳体的进水接头，壳体的内部在左右方向上的中间位置设置有环绕中轴的环形腔体，在环形腔体的左右两侧各设有一个轴承，轴承位于壳体和中轴之间，轴承与环形腔体之间设有装配有组合密封的第一密封槽，第一密封槽与轴承之间设有通向壳体外的泄压孔，中轴的左端设有外螺纹且螺纹连接有锁紧圆螺母，壳体的左右两端均通过螺纹连接有端盖；总之本实用新型具有密封性好，介质压力承受能力高，耐磨损和维修方便的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿钻孔技术领域，尤其涉及一种煤矿用高压旋转密封接头。
背景技术
煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，煤炭工业的发展支撑了国民经济的快速发展，近年来随着大工业对能源日益增长的需求，地下采煤生产得到进一步发展，煤的生产能力大幅度增长，也推动了采煤技术的飞速进步；随着煤层深度的增加，地质环境的恶劣，单独的机械钻孔已经无法应对软的储煤层和软的顶板底板岩层，而水力化技术是以高压水作为动力，使储层内原生裂隙扩大延伸或者人为形成新的孔洞和裂痕的技术，能够促使岩体产生位移，方便煤层的开采，其中比较常用的有如水力扩孔、水力钻孔、水力压裂等，能显著的节约钻孔成本，缩短钻孔时间。高压旋转密封接头是水力化技术中一种非常重要的设备，能够将高压水从高压胶管输送到钻杆处，方便后续的喷射，但目前常用的高压旋转密封接头存在密封性不好和介质压力承受能力低的问题，部分高压旋转密封接头在钻杆停止转动的过程中具备良好的密封性和压力承受能力，但随着钻杆的转动，密封性和压力承受能力会急剧的下降，无法适用于钻孔和喷水冲孔同时进行的工作情况；现有的高压旋转密封接头的中轴和壳体一般直接接触，在中轴相对壳体转动的过程中，磨损消耗很大，部分采用轴承来降低磨损的高压旋转密封接头并未对轴承进行横向的限位，使轴承容易在水平方向发生位移，部分采用螺钉和顶盖来固定轴承的高压旋转密封接头随着钻杆的转动易发生螺钉转松脱落等情况，无法保证轴承的长期运行；现有许多高压旋转密封接头的壳体和中轴的拆卸不方便，在轴承等部件发生损坏时需要很多的步骤才能完成部件的更换，会增加维修的难度。
实用新型内容
本实用新型提供一种煤矿用高压旋转密封接头，以解决现有的高压旋转密封接头存在的密封性不好，介质压力承受能力低和零部件维修困难的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种煤矿用高压旋转密封接头，包括壳体、水平穿过壳体的中轴和竖直连接壳体的进水接头，壳体的内部在左右方向上的中间位置设置有环绕中轴的环形腔体，中轴的内部设置有水平向右开口的出水通道，出水通道左端封闭，出水通道通过设置在中轴侧壁上的位于同一圆周面上的多个管道通孔与环形腔体连通，进水接头的内部设置有上下通透的进水通道，进水通道的上端与环形腔体的底部连通；在环形腔体的左右两侧各设有一个轴承，轴承位于壳体和中轴之间，轴承与环形腔体之间设有装配有组合密封的第一密封槽，第一密封槽与轴承之间设有通向壳体外的泄压孔；中轴的左端设有外螺纹且螺纹连接有锁紧圆螺母，壳体的左右两端均通过螺纹连接有端盖，位于环形腔体左侧的端盖套设在锁紧圆螺母上且该端盖与锁紧圆螺母之间设有密封件；中轴的中部设有环形凸台，环形凸台位于靠右的轴承的右侧，位于环形腔体右侧的端盖套设在环形凸台上且该端盖与环形凸台之间设有密封件。中轴的右端连接有钻杆接头，钻杆接头的内部设置有与出水通道连通的钻杆通道。
进一步的，钻杆接头与中轴的右端螺纹连接，钻杆接头和中轴之间设置有密封圈，钻杆接头的左端设置有压靠在钻杆接头左侧壁上的限位圆螺母，限位圆螺母套设在中轴上且通过螺纹与中轴连接，限位圆螺母的左侧设置有限制限位圆螺母向左运动的环形限位块。
进一步的，密封件采用骨架油封，左侧的端盖和右侧的端盖上均设置有安装同侧的密封件的第二密封槽，左侧的端盖上的第二密封槽设置在位于左侧的端盖与锁紧圆螺母之间，右侧的端盖上的第二密封槽设置在位于右侧的端盖与环形凸台之间，能够对密封件进行固定，加强骨架油封的密封效果。
进一步的，进水接头的上部设置有位于壳体下方的环形凸起，环形凸起和壳体之间设置有密封套管，密封套管的内部设有内螺纹，进水接头的顶部设有外螺纹，密封套管通过内螺纹与进水接头上的外螺纹连接，密封套管的上部深入到壳体内与壳体连接，密封套管和环形凸起之间设置有组合垫圈，组合垫圈套设在进水接头上且位于密封套管的下端面和环形凸起的上表面之间，环形凸起的外径大于密封套管的外径，密封套管的下端通过环绕密封套管设置的组合垫圈与环形凸起的上表面紧密接触，组合垫圈的上端和下端分别受到密封套管和环形凸起的挤压，从而防止环形腔体内的高压水沿着进水接头和壳体的缝隙泄漏出来。
进一步的，壳体的形状为圆筒形，壳体的外径与端盖的外径相等，方便端盖和壳体安装和拆卸。
进一步的，壳体的左端和右端均固定有深入同侧的端盖内部的环形限位圈，两个环形限位圈均环绕同侧的轴承设置，环形限位圈的外端均设置有外螺纹，端盖的内侧面上设置有内螺纹，端盖通过内螺纹与环形限位圈连接，起到固定轴承的同时又方便与端盖连接。
进一步的，第一密封槽与轴承之间设有通向壳体外的泄压孔。
进一步的，泄压孔垂直于中轴设置，内轴、壳体和轴承围成环绕内轴竖直设置的泄压槽，泄压孔与泄压槽连通，缓解环形腔体内的高压水在泄漏的情况下对轴承和壳体造成的压力，能使高压水在泄压槽内部停留后在从孔径较小的泄压孔排出。
进一步的，中轴的左端还设有销孔，锁紧圆螺母为带槽圆螺母，即锁紧圆螺母对应销孔的位置开设有插销槽，锁紧圆螺母与中轴左端穿设有开口销，方便开口销穿过锁紧圆螺母，防止锁紧圆螺母与中轴发生相对转动。
进一步的，壳体和端盖之间、中轴和锁紧圆螺母之间以及中轴和钻杆接头之间的螺纹旋转方向均与中轴的转动方向相反，能够在中轴的转动过程中保证壳体和端盖、中轴和锁紧圆螺母以及中轴和钻杆接头相互之间的连接不会随着振动而发生松动。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：本实用新型采用壳体连接中轴和进水接头，采用环形腔体连接进水通道和出水通道，采用深沟球轴承方便中轴在壳体内相对应壳体转动，采用锁紧圆螺母固定中轴的左端，采用端盖封闭中轴和环形腔体，采用端盖和壳体螺纹连接，能够快速的通过旋转完成端盖的安装和拆卸，防止高压水从中轴和壳体的缝隙泄漏出来，采用固定销防止在中轴的转动过程中锁紧圆螺母从中轴的左端脱落，采用骨架油封对深沟球轴承进行密封，防止外侧的杂质从端盖和中轴的缝隙进入到深沟球轴承的位置，防止深沟球轴承受到外界的杂质污染，采用泄压孔能够在环形腔体内的高压水压力过大时从泄压孔排出，防止高压水挤压轴承和端盖，对轴承和端盖起到保护作用，采用组合密封对高压水从壳体和环形腔体的缝隙进行密封，采用O型密封圈来密封钻杆接头和中轴的缝隙，采用限位圆螺母对钻杆接头的位置进行限制，采用环形限位块对限位圆螺母的移动范围进行限制，总之本实用新型具有密封性好，介质压力承受能力高，耐磨损和维修方便的优点总之本实用新型具有的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为端盖和环形限位圈的连接示意图；
图3为组合密封和第一密封槽的连接示意图；
图4为O型密封圈和环形密封槽的连接示意图。
图中：1、壳体 2、中轴 3、进水接头 4、环形腔体 5、出水通道 6、管道通孔 7、进水通道 8、深沟球轴承 9、组合密封 10、第一密封槽 11、泄压槽 12、泄压孔 13、锁紧圆螺母14、端盖 15、环形限位圈 16、骨架油封 17、环形凸台 18、第二密封槽 19、销孔 20、插销槽21、开口销 22、环形凸起 23、密封套管 24、组合垫圈 25、钻杆接头 26、O型密封圈 27、环形密封槽 28、限位圆螺母 29、环形限位块 30、钻杆通道。
具体实施方式
实施例：如图1至图4所示，一种煤矿用高压旋转密封接头，包括壳体1、水平穿过壳体1的中轴2和竖直深入到壳体1内部的进水接头3，壳体1的形状为圆筒形，壳体1的内部设置有环绕中轴2的环形腔体4，环形腔体4的内径大于中轴2的外径，中轴2的内部设置有水平向右延伸的出水通道5，出水通道5的左端为封闭端，出水通道5通过设置在中轴2侧壁上且位于同一圆周面上的多个管道通孔6与环形腔体4连通，管道通孔6环绕中轴2均匀分布，进水接头3的内部设置有上下通透的进水通道7，进水通道7的上端与环形腔体4的底部连通。
在环形腔体4的左右两侧各设有一个深沟球轴承8，深沟球轴承8位于壳体1和中轴2之间，两个深沟球轴承8关于环形腔体4左右对称设置，本实施例中的深沟球轴承8采用-LS型号的深沟球轴承8；深沟球轴承8与环形腔体4之间设有装配有组合密封9的第一密封槽10，本实例中的组合密封9为现有技术，不再进行过多的介绍，两个第一密封槽10关于环形腔体4左右对称设置；第一密封槽10与同侧的轴承之间均设有环绕内轴的泄压槽11，泄压槽11通过内轴、壳体1和轴承围成，泄压槽11连通有通向壳体1外的泄压孔12，泄压孔12垂直于中轴2设置，能够在环形腔体4内的高压水压力过大时是高压水从泄压孔12排出，防止高压水挤压损坏轴承和端盖14；中轴2的左端设有外螺纹且螺纹连接有锁紧圆螺母13，壳体1的左右两端均通过螺纹连接有端盖14，端盖14的外径与壳体1的外径相等，这样设计的优点在于通过端盖14固定深沟球轴承8时，两个端盖14的型号一致，两个深沟球轴承8的型号也一致，方便批量生产和更换；两个端盖14的内部均设置有与壳体1的左端和右端固定连接的环形限位圈15，两个环形限位圈15均环绕同侧的深沟球轴承8设置，两个环形限位圈15的外端均设置有外螺纹，两个端盖14的内侧壁上均设置有内螺纹，端盖14通过内螺纹与同侧的环形限位圈15连接，从而使端盖14和壳体1连接，使环形限位圈15同时起到固定深沟球轴承8和连接端盖14的作用；位于环形腔体4左侧的端盖14套设在锁紧圆螺母13上且该端盖14与锁紧圆螺母13之间设有骨架油封16，中轴2的中部设有环形凸台17，环形凸台17位于靠右的深沟球轴承8的右侧，位于环形腔体4右侧的端盖14套设在环形凸台17上且该端盖14与环形凸台17之间也设有骨架油封16，防止杂质通过端盖14和中轴2的缝隙进入到深沟球轴承8的位置从而污染深沟球轴承8，本实施例中的骨架油封16采用FB型骨架油封16，骨架油封16为现有技术且不再赘述，左侧的端盖14和右侧的端盖14上均设置有安装同侧的骨架油封16的第二密封槽18，左侧的端盖14上的第二密封槽18设置在位于左侧的端盖14与锁紧圆螺母13之间，右侧的端盖14上的第二密封槽18设置在位于右侧的端盖14与环形凸台17之间；本实施例中的锁紧圆螺母13为带槽圆螺母，同时中轴2的左端还设有销孔19，锁紧圆螺母13上对应销孔19的位置开设有插销槽20，锁紧圆螺母13与中轴2左端穿设有开口销21，开口销21穿过插销槽20和销孔19，防止锁紧圆螺母13与中轴2发生相对转动。
进水接头3的上部设置有位于壳体1下方的环形凸起22，环形凸起22和壳体1之间设置有密封套管23，密封套管23的内部设有内螺纹，进水接头3的顶部设有外螺纹，密封套管23通过内螺纹与进水接头3上的外螺纹连接，密封套管23的上部深入到壳体1内与壳体1连接，密封套管23和环形凸起22之间设置有组合垫圈24，组合垫圈24套设在进水接头3上且位于密封套管23的下端面和环形凸起22的上表面之间，环形凸起22的外径大于密封套管23的外径，密封套管23的下端通过环绕密封套管23设置的组合垫圈24与环形凸起22的上表面紧密接触，组合垫圈24的上端和下端分别受到密封套管23和环形凸起22的挤压，从而防止环形腔体4内的高压水沿着进水接头3和壳体1的缝隙泄漏出来。
中轴2的右端螺纹连接有钻杆接头25，钻杆接头25的内部设置有与出水通道5连通的钻杆通道30，能够将出水通道5内的高压水输送到钻杆处，进行后续的喷射操作；钻杆接头25和中轴2的右端之间设置有密封圈，本实施例中的密封圈为O型密封圈26，本实例中的O型密封圈26采用聚四氟乙烯材料制成，具有良好的弹性和密封效果，而中轴2的右端设置有与O型密封圈26位置对应的环形密封槽27，环形密封槽27开口朝向远离中轴2的方向，O型密封圈26环绕中轴2设置在环形密封槽27的内部，能够加强O型密封圈26的密封效果；钻杆接头25的左端设置有压靠在钻杆接头25左侧壁上的限位圆螺母28，限位圆螺母28套设在中轴2上且通过螺纹与中轴2连接，限位圆螺母28的左侧设置有限制限位圆螺母28向左运动的环形限位块29；钻杆接头25的右端外径小于钻杆接头25的左端外径，钻杆接头25右部的外径在从左到右的方向上逐渐变小，方便钻杆接头25与钻杆的连接；另外本实施例中涉及到的在水平方向上的螺纹连接的内螺纹和外螺纹的螺纹延伸方向均与钻杆的转动方向相反，通过反向螺纹的设置，能够防止通过螺纹连接的部件在中轴2跟随钻杆转动的过程因为振动而导致松动现象的发生。
本实用新型在实施时，进水接头3与高压胶管连接用于进水，钻杆接头25与钻杆连接用于出水和带动中轴2转动，高压胶管和钻杆均为煤矿水力钻孔过程中常用的设备，在此不做过多的介绍。首先控制钻杆开始转动，钻杆带动钻杆接头25转动，钻杆接头25带动中轴2在深沟球轴承8的支撑下与钻杆同轴转动，然后高压水从进水接头3内的进水通道7竖直向上进入到环形腔体4内部，然后通过设置在中轴2上的管道通孔6进入到出水通道5中，接着沿着出水通道5进入到钻杆通道30内部，最终通过钻杆通道30输送到钻杆处，进行后续的喷射冲孔，在高压水的输送过程中，通过组合垫圈24、组合密封9和O型密封圈26对高压水的输送进行密封，通过骨架油封16对深沟球轴承8进行保护，通过泄压孔12来防止高压水压力过大时损坏壳体1和端盖14，采用端盖14、锁紧圆螺母13、环形凸台17、中轴2和壳体1对深沟球轴承8进行固定，保证高压旋转密封接头在中轴2保持转动的状态下仍具备很好的密封性，总之本实用新型具有的密封性好，介质压力承受能力高，耐磨损和维修方便的优点。
Claims (10)
1.一种煤矿用高压旋转密封接头，其特征在于：包括壳体、水平穿过壳体的中轴和竖直连接壳体的进水接头，壳体的内部在左右方向上的中间位置设置有环绕中轴的环形腔体，中轴的内部设置有水平向右开口的出水通道，出水通道左端封闭，出水通道通过设置在中轴侧壁上的位于同一圆周面上的多个管道通孔与环形腔体连通，进水接头的内部设置有上下通透的进水通道，进水通道的上端与环形腔体的底部连通；在环形腔体的左右两侧各设有一个轴承，轴承位于壳体和中轴之间，轴承与环形腔体之间设有装配有组合密封的第一密封槽；中轴的左端设有外螺纹且螺纹连接有锁紧圆螺母，壳体的左右两端均通过螺纹连接有端盖，位于环形腔体左侧的端盖套设在锁紧圆螺母上且该端盖与锁紧圆螺母之间设有密封件；所述中轴的中部设有环形凸台，环形凸台位于靠右的轴承的右侧，位于环形腔体右侧的端盖套设在环形凸台上且该端盖与环形凸台之间设有密封件；所述中轴的右端连接有钻杆接头，钻杆接头的内部设置有与出水通道连通的钻杆通道。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿用高压旋转密封接头，其特征在于：所述的钻杆接头与中轴的右端螺纹连接，钻杆接头的左端设置有压靠在钻杆接头左侧壁上的限位圆螺母，限位圆螺母套设在中轴上且通过螺纹与中轴连接，限位圆螺母的左侧设置有限制限位圆螺母向左运动的环形限位块。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿用高压旋转密封接头，其特征在于：所述的密封件采用骨架油封，左侧的端盖和右侧的端盖上均设置有安装密封件的第二密封槽，左侧的端盖上的第二密封槽设置在位于左侧的端盖与锁紧圆螺母之间，右侧的端盖上的第二密封槽设置在位于右侧的端盖与环形凸台之间。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿用高压旋转密封接头，其特征在于：壳体的底部固定连接有密封套管，密封套管设有内螺纹，与进水接头的外螺纹螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿用高压旋转密封接头，其特征在于：所述的壳体的形状为圆筒形，壳体的外径与端盖的外径相等。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿用高压旋转密封接头，其特征在于：所述的壳体的左端和右端均固定有深入同侧的端盖内部的环形限位圈，两个环形限位圈均环绕同侧的轴承设置，环形限位圈的外侧均设置有外螺纹，对应在端盖设置有内螺纹，端盖通过内螺纹与环形限位圈连接。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿用高压旋转密封接头，其特征在于：所述的第一密封槽与轴承之间设有通向壳体外的泄压孔。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿用高压旋转密封接头，其特征在于：所述的泄压孔垂直于中轴设置，内轴、壳体和轴承围成环绕内轴设置的泄压槽，泄压孔与泄压槽连通。
9.根据权利要求1所述的一种煤矿用高压旋转密封接头，其特征在于：所述的中轴的左端还设有销孔，锁紧圆螺母为带槽圆螺母，即锁紧圆螺母对应销孔位置开设有插销槽，锁紧圆螺母与中轴左端穿设有开口销。
10.根据权利要求1所述的一种煤矿用高压旋转密封接头，其特征在于：壳体和端盖之间、中轴和锁紧圆螺母之间以及中轴和钻杆接头之间的螺纹旋转方向均与中轴的转动方向相反。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20190419 Termination date: 20200919 |